(57)【要約】【課題】スタックの集約化により着脱の作業性を向上させることができ、かつ、空スペースを有効に活用することによって装置の軽量化やメンテナンス性に優れた車両用の半導体冷却装置を提供する。【解決手段】それぞれブリッジ接続された２群の半導体素子を冷却するに当たり、表裏の関係にある第１及び第２の部品取付面、並びにこれらの部品取付面に対して側端面に当たる第３の部品取付面を有し、第１の部品取付面のいずれか１つに一方の群の１相分の半導体素子が装着され、第２の部品取付面に他方の群の１相分の半導体素子が装着された複数の冷却器受熱ブロック２３と、冷却器受熱ブロックの第３の部品取付面からそれぞれ突出するように基端部が接合され、冷却器受熱ブロックの熱をそれぞれ先端部に輸送するヒートパイプ２４と、ヒートパイプに嵌着された放熱フィン２５とを備える。【選択図】  図１
2005019460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれブリッジ接続された２群の半導体素子を冷却する車両用の半導体冷却装置において、
表裏の関係にある第１及び第２の部品取付面、並びにこれらの部品取付面に対して側端面に当たる第３の部品取付面を有し、前記第１の部品取付面に一方の群の１相分の前記半導体素子が装着され、前記第２の部品取付面に他方の群の１相分の前記半導体素子が装着された複数の冷却器受熱ブロックと、
複数の前記冷却器受熱ブロックの前記第３の部品取付面からそれぞれ突出するように基端部が接合され、前記冷却器受熱ブロックの熱をそれぞれ先端部に輸送するヒートパイプと、
前記ヒートパイプに嵌着された放熱フィンと、
を備えたことを特徴とする車両用の半導体冷却装置。
【請求項２】
それぞれブリッジ接続された２群の半導体素子を冷却する車両用の半導体冷却装置において、
表裏の関係にある第１及び第２の部品取付面、並びにこれらの部品取付面に対して側端面に当たる第３の部品取付面を有し、前記第１又は第２の部品取付面のいずれか１つに一方の群の１相分の前記半導体素子と他方の群の１相分の前記半導体素子とが装着された複数の冷却器受熱ブロックと、
前記冷却器受熱ブロックの前記第３の部品取付面からそれぞれ突出するように基端部が接合され、前記冷却器受熱ブロックの熱をそれぞれ先端部に輸送するヒートパイプと、
前記ヒートパイプに嵌着された放熱フィンと、
を備えたことを特徴とする車両用の半導体冷却装置。
【請求項３】
１つの前記冷却器受熱ブロックに装着される一方の群の負電圧側アームの前記半導体素子の負極端子と、他方の群の負電圧側アームの前記半導体素子の負極端子とを相互に電気的に接続したことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用の半導体冷却装置。
【請求項４】
１つの前記冷却器受熱ブロックに装着される一方の群の負電圧側アームの前記半導体素子の負極端子と、他方の群の正電圧側アームの前記半導体素子の正極端子とを相互に電気的に接続したことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用の半導体冷却装置。
【請求項５】
インバータ回路を形成するようにブリッジ接続された複数の半導体素子と、前記インバータ回路の直流側端子間に抵抗器と直列に接続されてチョッパ回路を形成する半導体素子とを冷却する車両用の半導体冷却装置において、
表裏の関係にある第１及び第２の部品取付面、並びにこれらの部品取付面に対して側端面に当たる第３の部品取付面を有し、前記第１の部品取付面に前記インバータ回路を形成する１相分の前記半導体素子が装着され、前記第２の部品取付面に前記チョッパ回路を形成する前記半導体素子が装着された複数の冷却器受熱ブロックと、
前記冷却器受熱ブロックの前記第３の部品取付面からそれぞれ突出するように基端部が接合され、前記冷却器受熱ブロックの熱をそれぞれ先端部に輸送するヒートパイプと、
前記ヒートパイプに嵌着された放熱フィンと、
を備えたことを特徴とする車両用の半導体冷却装置。
【請求項６】
インバータ回路を形成するようにブリッジ接続された複数の半導体素子と、前記インバータ回路の直流側端子間に抵抗器と直列に接続されてチョッパ回路を形成する半導体素子とを冷却する車両用の半導体冷却装置において、
表裏の関係にある第１及び第２の部品取付面、並びにこれらの部品取付面に対して側端面に当たる第３の部品取付面を有し、前記第１又は第２の部品取付面に前記インバータ回路を形成する１相分の前記半導体素子と前記チョッパ回路を形成する前記半導体素子とが装着された複数の冷却器受熱ブロックと、
前記冷却器受熱ブロックの前記第３の部品取付面からそれぞれ突出するように基端部が接合され、前記冷却器受熱ブロックの熱をそれぞれ先端部に輸送するヒートパイプと、
前記ヒートパイプに嵌着された放熱フィンと、
を備えたことを特徴とする車両用の半導体冷却装置。
【請求項７】
前記冷却器受熱ブロック毎に複数本の前記ヒートパイプが平行に突出され、前記放熱フインが前記複数本のヒートパイプに共通に結合され、かつ、その長手方向に複数個配設されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車両用の半導体冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両の床下に設置される半導体装置を冷却する車両用の半導体冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両の床下に設置されて車両駆動電力を供給する電力変換装置は、図９に示すように、３相ブリッジ接続された６個の半導体素子１と、各相の正極端子及び負極端子間に接続された３個の相コンデンサ２と、直流側の端子Ｐ、Ｎ間に接続されたフィルタコンデンサ３とを備え、図示省略の鉄道架線から直流側の端子Ｐ、Ｎ間に入力される直流電力を、半導体素子１を所定の順序でオン、オフ制御することにより交流電力に変換し、交流側の端子Ｕ、Ｖ、Ｗから出力して図示を省略した車両駆動用の電動機に供給する。この電力変換装置は、半導体素子１から発生する熱を効率良く除去するために半導体素子冷却ユニット４内に設けられる。
【０００３】
図１０（ａ）は車体に取り付けられた箱体に半導体素子冷却ユニット４を装着し、箱体の一部を断面で表した側面図であり、図１０（ｂ）はそのＢ−Ｂ矢視断面図である。これら各図において、車体５の底部の側端に箱体６が取り付けられている。箱体６は半導体素子冷却ユニット４の一部を収納し、これを固定するために仕切り板７によって額縁状に囲まれた開口を備えている。
【０００４】
半導体素子冷却ユニット４は、箱体６の開口に装入される密閉部１１と、半導体素子１や相コンデンサ２等を内部に収容する半導体素子冷却フレームユニット１２と、熱放散させるための開放部１３とを備えている。
【０００５】
このうち、密閉部１１は、例えば、山形鋼で形成された枠体の底部に板が取り付けられ、その上にフィルタコンデンサ３及びゲートアンプ９が装着され、箱体６の内部に導入された導体８がフィルタコンデンサ３等に接続されている。半導体素子冷却フレームユニット１２は開放部１３側が稍上向きに傾斜し、その傾斜面に開口が形成された密閉可能な筐体でなり、その開口にスタック２０を構成する境界板２１の縁部が、例えば、ボルトによって締結され、内部が気密に保たれるようになっている。
【０００６】
スタック２０は境界板２１の内側に取り付けられ、それぞれ半導体素子１が装着された３個の冷却器受熱ブロック２３と、これらの冷却器受熱ブロック２３の近傍に配置される３個の相コンデンサ２と、それぞれ基端部が冷却器受熱ブロック２３に接合され、境界板２１を貫通して開放部１３に平行に突出する複数のヒートパイプ２４と、これらのヒートパイプ２４の長手方向に互いに間隔を空けて一体的に嵌着された複数の放熱フィン２５とで構成されている。ここで、半導体素子１及び冷却器受熱ブロック２３が発熱部となり、放熱フィン２５が放熱部となっている。
【０００７】
開放部１３は車両の艤装限界内に形成された枠体でなり、前述したヒートパイプ２４及び放熱フィン２５を内在させ、車両床下にその排熱がこもり床下の配線、配管等を加熱することがないように、通風させて放熱を促進する機能を備えている。
【０００８】
なお、半導体素子冷却フレームユニット１２に収納される半導体素子１からスタック接続導体２６が密閉部１１側に導出され、フィルタコンデンサ３や導体８、あるいは、ゲートアンプ９にボルト等で接続される。
【０００９】
ここで、ヒートパイプ２４は、冷却器受熱ブロック２３側が下方となるよう傾けて取り付けられ、ヒートパイプ２４の内部に封入された冷媒は、冷却器受熱ブロック２３で半導体素子１から発生する熱により蒸発し、放熱フィン２５側で凝縮して大気へ熱放散を行う。凝縮された冷媒はヒートパイプ２４の内部を重力により冷却器受熱ブロック２３側へ戻るようなサイクルを繰り返す。放熱フィン２５は自然冷却により大気へ熱放散を行うため、地面に対してほぼ垂直に設置され、放熱フィン２５間に上昇気流を生じさせるようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の車両用の電力変換装置においては、３相ブリッジ接続された半導体素子の相毎に１つのスタック２０を設ける構成になっていた。また、冷却器受熱ブロック２３の一方の面に半導体素子１が装着され、他方の面に相コンデンサ２が装着されていた。しかるに、近年は配線を短縮したり、隣接して往復配線にしたりして、インダクタンス成分を低減する実装技術が進歩したことにより、半導体素子１に近接して接続された相コンデンサ２が不要となることから、半導体素子冷却ユニットフレーム１５の片面側が空スペースとなることが多かった。
【００１１】
また、１相につき１つのスタック２０を設ける構成になっていたことから、集中制御システムでは３個のスタックで済むが、個別制御システムでは１２個という数多いスタック２０を設けなければならないため、組立作業やメンテナンスでの作業性が悪く、装置の小型、軽量化を図る上で不利であった。
【００１２】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、スタックの集約化により着脱の作業性を向上させることができ、かつ、空スペースを有効に活用することによって装置の軽量化やメンテナンス性に優れた車両用の半導体冷却装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、それぞれブリッジ接続された２群の半導体素子を冷却する車両用の半導体冷却装置において、
表裏の関係にある第１及び第２の部品取付面、並びにこれらの部品取付面に対して側端面に当たる第３の部品取付面を有し、第１の部品取付面に一方の群の１相分の半導体素子が装着され、第２の部品取付面に他方の群の１相分の半導体素子が装着された複数の冷却器受熱ブロックと、
冷却器受熱ブロックの第３の部品取付面からそれぞれ突出するように基端部が接合され、冷却器受熱ブロックの熱をそれぞれ先端部に輸送するヒートパイプと、
ヒートパイプに嵌着された放熱フィンと、
を備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項２に係る発明は、それぞれブリッジ接続された２群の半導体素子を冷却する車両用の半導体冷却装置において、
表裏の関係にある第１及び第２の部品取付面、並びにこれらの部品取付面に対して側端面に当たる第３の部品取付面を有し、第１又は第２の部品取付面のいずれか１つに一方の群の１相分の半導体素子と他方の群の１相分の半導体素子とが装着された複数の冷却器受熱ブロックと、
冷却器受熱ブロックの第３の部品取付面からそれぞれ突出するように基端部が接合され、冷却器受熱ブロックの熱をそれぞれ先端部に輸送するヒートパイプと、
ヒートパイプに嵌着された放熱フィンと、
を備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の車両用の半導体冷却装置において、１つの冷却器受熱ブロックに装着される一方の群の負電圧側アームの半導体素子の負極端子と、他方の群の負電圧側アームの半導体素子の負極端子とを相互に電気的に接続したことを特徴とする。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１又は２に記載の車両用の半導体冷却装置において、１つの冷却器受熱ブロックに装着される一方の群の負電圧側アームの半導体素子の負極端子と、他方の群の正電圧側アームの半導体素子の正極端子とを相互に電気的に接続したことを特徴とする。
【００１７】
請求項５に係る発明は、インバータ回路を形成するようにブリッジ接続された複数の半導体素子と、インバータ回路の直流側端子間に抵抗器と直列に接続されてチョッパ回路を形成する半導体素子とを冷却する車両用の半導体冷却装置において、
表裏の関係にある第１及び第２の部品取付面、並びにこれらの部品取付面に対して側端面に当たる第３の部品取付面を有し、第１の部品取付面にインバータ回路を形成する１相分の半導体素子が装着され、第２の部品取付面にチョッパ回路を形成する半導体素子が装着された複数の冷却器受熱ブロックと、
冷却器受熱ブロックの第３の部品取付面からそれぞれ突出するように基端部が接合され、冷却器受熱ブロックの熱をそれぞれ先端部に輸送するヒートパイプと、
ヒートパイプに嵌着された放熱フィンと、
を備えたことを特徴とする。
【００１８】
請求項６に係る発明は、インバータ回路を形成するようにブリッジ接続された複数の半導体素子と、インバータ回路の直流側端子間に抵抗器と直列に接続されてチョッパ回路を形成する半導体素子とを冷却する車両用の半導体冷却装置において、
表裏の関係にある第１及び第２の部品取付面、並びにこれらの部品取付面に対して側端面に当たる第３の部品取付面を有し、第１又は第２の部品取付面にインバータ回路を形成する１相分の半導体素子とチョッパ回路を形成する半導体素子とが装着された複数の冷却器受熱ブロックと、
冷却器受熱ブロックの第３の部品取付面からそれぞれ突出するように基端部が接合され、冷却器受熱ブロックの熱をそれぞれ先端部に輸送するヒートパイプと、
ヒートパイプに嵌着された放熱フィンと、
を備えたことを特徴とする車両用の半導体冷却装置。
【００１９】
請求項７に係る発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の車両用の半導体冷却装置において、冷却器受熱ブロック毎に複数本のヒートパイプが平行に突出され、放熱フインが複数本のヒートパイプに共通に結合され、かつ、その長手方向に複数個配設されたことを特徴とする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る車両用の半導体冷却装置の第１の実施形態の概略構成図であり、このうち、図１（ａ）は車体に取り付けられた箱体に半導体素子冷却ユニット４を装着し、箱体の一部を断面で表した側面図であり、図１（ｂ）はそのＡ−Ａ矢視断面図である。図中、従来装置を示す図１０と同一の符号を付したものはそれぞれ同一の要素を示している。これら各図において、車体５の底部の側端に箱体６が取り付けられている。箱体６は半導体素子冷却ユニット４の一部を収納し、これを固定するために仕切り板７によって額縁状に囲まれた開口を備えている。
【００２１】
半導体素子冷却ユニット４は、箱体６の開口に装入される密閉部１１と、半導体素子１及びゲートアンプ９を内部に収容する半導体素子冷却フレームユニット１２と、熱放散させるための開放部１３とを備えている。
【００２２】
このうち、密閉部１１は、例えば、山形鋼で形成された枠体の底部に板が取り付けられ、その上にフィルタコンデンサ３が装着され、箱体６の内部に導入された導体がフィルタコンデンサ３等に接続されている。半導体素子冷却フレームユニット１２は開放部１３側が稍上向きに傾斜し、その傾斜面に開口が形成された密閉可能な筐体でなり、その開口にスタック２０を構成する境界板２１の縁部が、例えば、ボルトによって締結され、内部が気密に保たれるようになっている。
【００２３】
スタック２０は境界板２１の内側に取り付けられ、それぞれ表裏の関係に有る両面に半導体素子１が装着された３個の冷却器受熱ブロック２３と、これらの冷却器受熱ブロック２３の下方に配置される３個のゲートアンプ９と、それぞれ基端部が冷却器受熱ブロック２３に接合され、境界板２１を貫通して外側に平行に突出する複数のヒートパイプ２４と、これらのヒートパイプ２４の長手方向に互いに間隔を空けて一体的に嵌着された複数の放熱フィン２５とで構成されている。
【００２４】
開放部１３は車両の艤装限界内に形成された枠体でなり、前述したヒートパイプ２４及び放熱フィン２５を内在させ、車両床下にその排熱がこもり床下の配線、配管等を加熱することがないように、そこに通風させて放熱を促進する機能を備えている。
【００２５】
なお、半導体素子冷却フレームユニット１２に収納される半導体素子１及びゲートアンプ９からスタック接続導体が密閉部１１側に導出され、フィルタコンデンサ３や外部からの引き込み導体に接続されるが、図面の簡単化のために省略している。
【００２６】
ここで、ヒートパイプ２４は、冷却器受熱ブロック２３側が下方となるよう傾けて取り付けられ、ヒートパイプ２４の内部に封入された冷媒は、冷却器受熱ブロック２３で半導体素子１から発生する熱により蒸発し、放熱フィン２５側で凝縮して大気へ熱放散を行う。凝縮された冷媒はヒートパイプ２４の内部を重力により冷却器受熱ブロック２３側へ戻るようなサイクルを繰り返す。放熱フィン２５は自然冷却により大気へ熱放散を行うため、地面に対してほぼ垂直に設置され、放熱フィン２５間に上昇気流を生じさせるようになっている。
【００２７】
図２は半導体素子冷却ユニット４とスタック２０の詳細な構成及びその組み付け状態を示したもので、図２（ａ）は半導体素子冷却ユニット４の側面図を、図２（ｂ）はスタック２０の側面図をそれぞれ示している。これら各図において、半導体素子冷却ユニット４は前述したように密閉部１１、半導体素子冷却フレームユニット１２及び開放部１３とで構成されている。半導体素子冷却フレームユニット１２の開口の縁部は開放部１３側に突出し、これが矩形のパッキンガイド２８を形成し、このパッキンガイド２８の外側の４隅にはねじ穴が形成された固定部材２９が設けられている。一方、スタック２０を構成する境界板２１の内側には全体が矩形をなすパッキン溝２２が形成され、ここにパッキン２７が嵌挿されている。そこで、スタック２０を矢印Ｋ方向に移動させ、境界板２１の内側に冷却器受熱ブロック２３を介して装着された半導体素子１及びゲートアンプ９を半導体素子冷却フレームユニット１２の開口を通して内部に装入し、パッキンガイド２８の先端にパッキン２７が当接する状態で、例えば、ボルトによって境界板２１を固定部材２９に締結することによって図１に示した状態に組み立てられる。なお、境界板２１に近接する位置に半導体素子１とゲートアンプ９を接続するゲート配線１０が設けられている。
【００２８】
図３（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は境界板２１を貫通して装着されるヒートパイプ２４、放熱フィン２５及び冷却器受熱ブロック２３の結合状態と、冷却器受熱ブロック２３に対する半導体素子１の装着状態を示す正面図、上面図、左側面図及び右側面図である。ここで、冷却器受熱ブロック２３は表裏の関係にある第１及び第２の部品取付面、並びにこれらの部品取付面に対して側端面に当たる第３の部品取付面を有し、第１の部品取付面に、１つのインバータを構成する半導体素子群の１相分（２個）の半導体素子１が装着され、第２の部品取付面にもう一つのインバータを構成する半導体素子群の１相分（２個）の半導体素子１が装着されている。そして、第３の部品取付面は縦に細長くなっており、その長手方向に複数（図面では５個）のヒートパイプ２４の基端部が接合されると共に、互いに平行にして１列に突出している。また、これらのヒートパイプ２４の長手方向に、他の相に対応して設けられたヒートパイプと併せて、複数の放熱フィン２５が一体的に嵌着されている。
【００２９】
このような構成によれば、１つの冷却器で２相分の半導体素子１を冷却することができ、冷却器の数を半分に減らすことができる。したがって、装置の軽量化、低コスト化が図られ、組立作業性、メンテナンス性が向上する等の利点が得られる。また、片群が運転されない時は、冷却器の放熱熱性能に余裕ができることから、残った片群の熱損失をさらに大きく設定することができる。
【００３０】
なお、上記の実施形態では１つの冷却器受熱ブロック２３に５個のヒートパイプ２４を接合し、これらのヒートパイプ２４に７個の放熱フィン２５を嵌着したが、これらの個数は電力変換容量等に応じて適宜変更することも可能である。
【００３１】
図４（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は本発明に係る車両用の半導体冷却装置の第２の実施形態の構成を説明するために、境界板２１を貫通して装着されるヒートパイプ２４、放熱フィン２５及び冷却器受熱ブロック２３の結合状態と、冷却器受熱ブロック２３に対する半導体素子１の装着状態を示す正面図、上面図、左側面図及び右側面図であり、図中、第１の実施形態を示す図３と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施形態は冷却器受熱ブロック２３の第１の部品取付面にのみ、互いに異なる半導体素子群のそれぞれ１相分の半導体素子１を略均等な間隔で縦横に近接させて装着したものである。
【００３２】
この構成によれば、第１の実施形態と同様に、２相分の半導体素子１より発生した熱が１つの冷却器受熱ブロック２３を介して放熱フィン２５から放熱されるので、従来装置と比較して冷却器の数を半分に減らすことができ、装置の軽量化、低コスト化が図られ、組立作業性、メンテナンス性が向上する等の利点が得られる。
【００３３】
図５は本発明に係る車両用の半導体冷却装置の第３の実施形態の構成を示す回路図であり、特に、第１及び第２の実施形態の半導体素子１の接続状態を示したものであり、図中、従来装置を示した図９と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
この実施形態は、それぞれフィルタコンデンサ３及び３相ブリッジ接続された６個の半導体素子１を有し、それぞれ電動機３１を駆動する２台のインバータ回路のそれぞれ１相分の半導体素子１のうち、同一の冷却器受熱ブロック２３に装着される一方の半導体素子群の負電圧側アームの半導体素子１の負極端子と、他方の半導体素子群の負電圧側アームの半導体素子１の負極端子とを相互に電気的に接続したものである。この場合、半導体素子１として３．３ｋＶ定格のＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用い、直流１５００Ｖの架線電圧を、一方のインバータの直流側端子Ｐ１，Ｎ間に供給すると共に、他方のインバータの直流側端子Ｐ２，Ｎ間に供給する。
【００３５】
この構成によれば、２台分のインバータ回路における負極端子の数が１個になり、箱体との接続箇所を削減することができ、組立作業性、メンテナンス性を一層向上させることができる。
【００３６】
図６は本発明に係る車両用の半導体冷却装置の第４の実施形態の構成を示す回路図であり、特に、第１及び第２の実施形態の半導体素子１の接続状態を示したものであり、図中、第３の実施形態を示した図５と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
この実施形態は、それぞれフィルタコンデンサ３及び３相ブリッジ接続された６個の半導体素子１を有し、それぞれ電動機３１を駆動する２台のインバータ回路のそれぞれ１相分の半導体素子１のうち、同一の冷却器受熱ブロック２３に装着される一方の半導体素子群の負電圧側アームの半導体素子１の負極端子と、他方の半導体素子群の正電圧側アームの半導体素子１の正極端子とを相互に電気的に接続したものである。この場合、半導体素子１として３．３ｋＶのＩＧＢＴを用い、直流１５００Ｖの架線電圧を直流側の端子Ｐ，Ｎ間に供給し、直列接続された２個のフィルタコンデンサ３によって分圧し、１つの冷却器受熱ブロック２３に装着される４個の半導体素子１に１．７ｋＶの電圧が印加されるように構成されている。
【００３８】
このように構成することによって、２群分のインバータ回路における一方の群の負極ともう一方の群の正極が共通となり、箱体との接続箇所を削減することができ、組立作業性、メンテナンス性を一層向上させることができる。
【００３９】
図７（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は本発明に係る車両用の半導体冷却装置の第５の実施形態の構成を説明するために、境界板２１を貫通して装着されるヒートパイプ２４、放熱フィン２５及び冷却器受熱ブロック２３の結合状態と、冷却器受熱ブロック２３に対する半導体素子１の装着状態を示す正面図、上面図、左側面図及び右側面図であり、図中、第１の実施形態を示す図３と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施形態は冷却器受熱ブロック２３の第１の部品取付面にインバータ回路を構成する１相分の半導体素子１Ａを装着し、第２の取付面にブレーキチョッパ回路を構成する半導体素子１Ｂを装着したものである。これ以外は第１の実施形態を示す図３と同一に構成されている。
【００４０】
この実施形態によれば、１つの冷却器で２種類の回路の半導体素子１Ａ，１Ｂが装着されることとなり、それによって装置の軽量化、低コスト化が図られ、組立作業性、メンテナンス性が向上する等の利点が得られる。
【００４１】
図８（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）は本発明に係る車両用の半導体冷却装置の第６の実施形態の構成を説明するために、境界板２１を貫通して装着されるヒートパイプ２４、放熱フィン２５及び冷却器受熱ブロック２３の結合状態と、冷却器受熱ブロック２３に対する半導体素子１の装着状態を示す正面図、上面図、左側面図及び右側面図であり、図中、第５の実施形態を示す図７と同一の要素には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施形態は冷却器受熱ブロック２３の第１の部品取付面のみにインバータ回路を構成する１相分の半導体素子１Ａと、ブレーキチョッパ回路を構成する１相分の半導体素子１Ｂとを略均等な間隔で縦横に近接させて装着したものである。これ以外は第５の実施形態を示す図７と同一に構成されている。
【００４２】
この実施形態によれば、１つの冷却器で２種類の回路要素を装着することが可能となり、装置の軽量化、低コスト化が図られ、組立作業性、メンテナンス性が向上する等の利点が得られる。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明によって明らかなように、本発明によれば、スタックの集約化により着脱の作業性を向上させることができ、かつ、空スペースを有効に活用することによって装置の軽量化やメンテナンス性に優れた車両用の半導体冷却装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る車両用の半導体冷却装置の第１の実施形態の概略構成を、その一部を断面で示した側面図及びそのＡ−Ａ矢視断面図。
【図２】図１に示した第１の実施形態を構成する半導体素子冷却ユニットとスタックの詳細な構成及びその組み付け状態を示した側面図。
【図３】図１に示した第１の実施形態を構成する主要素の結合状態と半導体素子の装着状態を示す正面図、上面図、左側面図及び右側面図。
【図４】本発明に係る車両用の半導体冷却装置の第２の実施形態を構成する主要素の結合状態と半導体素子の装着状態を示す正面図、上面図、左側面図及び右側面図。
【図５】本発明に係る車両用の半導体冷却装置の第３の実施形態の構成を示す回路図。
【図６】本発明に係る車両用の半導体冷却装置の第４の実施形態の構成を示す回路図。
【図７】本発明に係る車両用の半導体冷却装置の第５の実施形態を構成する主要素の結合状態と半導体素子の装着状態を示す正面図、上面図、左側面図及び右側面図。
【図８】本発明に係る車両用の半導体冷却装置の第６の実施形態を構成する主要素の結合状態と半導体素子の装着状態を示す正面図、上面図、左側面図及び右側面図。
【図９】鉄道車両の床下に設置されて車両駆動電力を供給する電力変換装置の構成を示す回路図。
【図１０】従来の車両用の半導体冷却装置の概略構成を、その一部を断面で示した側面図及びそのＢ−Ｂ矢視断面図。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ  半導体素子
２  相コンデンサ
３  フィルタコンデンサ
４  半導体素子冷却ユニット
５  車体
６  箱体
１１  密閉部
１２  半導体素子冷却フレームユニット
１３  開放部
２０  スタック
２１  境界板
２３  冷却器受熱ブロック
２４  ヒートパイプ
２５  放熱フィン
２６  スタック接続導体
３１  電動機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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